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美國機(jī)械工程研究科學(xué)家詹姆斯·龐德和佐治亞理工學(xué)院的研究人員設(shè)計(jì)出一種透明的聚合物薄膜，這種薄膜可像其他常用材料一樣有效地導(dǎo)電，還很柔軟，可在工業(yè)規(guī)模上使用。這一生產(chǎn)工藝有望催生新型柔性、透明的電子設(shè)備的出現(xiàn)，例如可穿戴式生物傳感器、有機(jī)光伏電池，以及虛擬或增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)顯示器和眼鏡。
為了制造一種可攜帶電荷的塑料薄膜，研究人員從一種名為PEDOT的聚合物著手。這種聚合物容易導(dǎo)電，但由于它具有不溶不熔的特點(diǎn)，使其加工處理困難。不過當(dāng)在PEDOT結(jié)構(gòu)中添加側(cè)鏈時，它就能溶解并像可打印墨水或噴漆一樣使用。然而，這些側(cè)鏈本質(zhì)上是蠟狀物質(zhì)，而蠟的導(dǎo)電性并不是很好。于是，在完成加工之時，研究人員將側(cè)鏈敲掉并清洗。
研究人員創(chuàng)造了帶有側(cè)鏈的聚合物，接著用于打印或噴涂，然后化學(xué)切割側(cè)鏈，并用常見的工業(yè)溶劑洗掉它們。經(jīng)過最后的轉(zhuǎn)化步驟后，產(chǎn)生了一種柔韌的、高導(dǎo)電性的薄膜，它很穩(wěn)定，水或其他溶劑無法透過。
這種新材料被命名為PEDOT(OH)。未來，它可能會應(yīng)用于平板顯示器、光伏、智能窗戶和其他材料，如最廣泛使用的透明導(dǎo)體之一氧化銦錫。
研究團(tuán)隊(duì)在今年的兩份化學(xué)雜志上發(fā)表了他們的研究成果，首先在《美國化學(xué)學(xué)會雜志》上描述了這一想法并證明了它是可行的。最近，他們優(yōu)化了最大導(dǎo)電率的設(shè)計(jì)，成果發(fā)表在最新一期的《德國應(yīng)用化學(xué)》上。
研究人員表示，使用氧化銦錫制造柔韌靈活的設(shè)備是相當(dāng)困難的，因?yàn)樗且环N容易破裂的脆性材料。新設(shè)計(jì)的聚合物是柔韌的，未來在生物電子領(lǐng)域，例如可植入皮膚的設(shè)備中，將是這些兼具機(jī)械靈活性、導(dǎo)電性和透明性的材料大放異彩的地方。
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